(57)【要約】【課題】アンダーバリアメタルに起因する応力集中を緩和し、トランジスタの特性の変動を抑制することができるパッド電極構造を備える半導体装置を得られるようにする。【解決手段】半導体装置は、半導体基板１の上に形成された電極パッド６と、電極パッド６の上に形成され、且つ、電極パッド６の一部が露出するような第１開口部を有する第１絶縁膜７と、第１絶縁膜の上に形成され、且つ、第１開口部における少なくとも一部が露出するような第２開口部を有する第２絶縁膜８と、第２絶縁膜８及び電極パッド６の上に形成されたアンダーバリアメタル１０とを備えている。アンダーバリアメタル１０は、第２絶縁膜８の表面における第２開口部の外側である第１領域と電極パッド６の表面における第２開口部の内側である第２領域とにより挟まれる第３領域により分離されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に形成された電極パッドと、
前記電極パッドの上に形成され、且つ、前記電極パッドの一部が露出するような第１開口部を有する第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜の上に形成され、且つ、前記第１開口部における少なくとも一部が露出するような第２開口部を有する第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜及び電極パッドの上に形成されたアンダーバリアメタルとを備え、
前記アンダーバリアメタルは、前記第２絶縁膜の表面における前記第２開口部の外側である第１領域と前記電極パッドの表面における前記第２開口部の内側である第２領域とにより挟まれる第３領域によって分離されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記アンダーバリアメタルの上に半田バンプが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第３領域において、前記半田バンプは、前記第２絶縁膜又は電極パッドとの間に空隙を形成することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２領域において、前記アンダーバリアメタルは、前記第１絶縁膜と接触していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１領域において、前記アンダーバリアメタルは、複数に分割されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第２領域において、前記アンダーバリアメタルは、複数に分割されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
基板の上に形成された電極パッドと、
前記電極パッドの上に形成され、且つ、前記電極パッドの一部が露出するような第１開口部を有する第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜の上に形成され、且つ、前記第１開口部における少なくとも一部が露出するような第２開口部を有する第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜及び電極パッドの上に形成されたアンダーバリアメタルとを備え、
前記第２絶縁膜は、前記第２絶縁膜の表面から前記電極パッドに向かう傾斜部を有し、
前記傾斜部における前記基板の平面方向に対する傾斜角は４５度以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
前記第１絶縁膜は、複数の段差を有し、
前記アンダーバリアメタルは、前記複数の段差を含む前記第１絶縁膜の上にも形成されることを特徴とする請求項７記載の半導体装置。
【請求項９】
前記傾斜部及び複数の段差における前記基板の平面方向に対する傾斜角の平均値は、４５度以下であることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
基板の上に形成された電極パッドと、
前記電極パッドの上に形成され、且つ、前記電極パッドの一部が露出するような第１開口部を有する第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜の上に形成され、且つ、前記第１開口部における少なくとも一部が露出するような第２開口部を有する第２絶縁膜と、
前記第１絶縁膜及び電極パッドの上に形成されたアンダーバリアメタルとを備え、
前記第１絶縁膜は、複数の段差を有し、
前記アンダーバリアメタルは、前記複数の段差を含む前記第１絶縁膜の上に形成されることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
前記複数の段差における前記基板の平面方向に対する傾斜角の平均値は、４５度以下であることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記アンダーバリアメタルの上に半田バンプが形成されていることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記第１絶縁膜は、窒化シリコン、窒素含有酸化シリコン又は酸化シリコンからなる無機材料膜を含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記第２絶縁膜は、ポリイミド、ベンゾシクロブテン又はフッ素樹脂からなる有機材料膜を含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関し、特に、半田バンプの下に形成されるアンダーバリアメタル（Under Barrier Metal：ＵＢＭ）を備える半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置をフリップ実装するためには、一般に、電極パッドの上にバンプを設けたバンプ電極構造を採用する。例えば、特許文献１に開示されている技術を従来技術として挙げることができる。図１６を参照しながら、特許文献１に記載されている内容について説明する。
【０００３】
図１６に示すように、アルミパッド１１４の上には、アルミパッド１１４を露出する開口部を有するパッシベーション膜１１３が形成されている。この開口部には、密着金属層１１５ａとバリア金属層１１５ｂとが順次形成され、その上に、金属メッキバンプ１１６が形成されている。金属メッキバンプ１１６の上には、半田バンプ１２０が形成されている。ここで、特許文献１では、図１６に示すように、開口部の全面を覆い、且つ、パッシベーション膜１１３の上面に達するまで連続的に密着金属層１１５ａとバリア金属層１１５ｂを形成している。また、他にも関連する文献として、特許文献２〜９がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１００８５２号公報
【特許文献２】特開平１１−０４０６２４号公報
【特許文献３】特開２００４−１６０６５４号公報
【特許文献４】特開２００９−１２４０９９号公報
【特許文献５】特開２００９−０６４８４８号公報
【特許文献６】特開２００７−０１２８２６号公報
【特許文献７】特開２００６−０１９５５０号公報
【特許文献８】特開２００４−２２８４４６号公報
【特許文献９】特開平１１−２４３２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来の技術においては、開口部の全面を覆い、且つ、パッシベーション膜の上面に達するまで連続的にＵＢＭを形成し、その上に半田バンプを形成している。このようにすると、パッシベーション膜の開口部に形成される段差部（開口部におけるパッシベーション膜の表面からアルミパッドに向かう部分）にまでＵＢＭが形成されることとなる。
【０００６】
しかし、このようなバンプ電極構造において、段差部の段差が大きいと、段差部においてＵＢＭの応力が大きくなり、半導体装置に形成されたトランジスタの特性が変動してしまう。
【０００７】
また、最近の微細プロセスでは、電気特性の向上のために、配線が形成される層間絶縁膜に抵誘電率のｌｏｗ−ｋ材料等を用いることが多く、これらの材料は、従来よりも脆弱で且つ密着性が悪い。このため、半導体装置を組み立てる際に、ＵＢＭ及びその上の半田バンプから応力を受けると、層間絶縁膜において密着力の低下等が引き起こされるおそれがある。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、その目的は、ＵＢＭに起因する応力集中を緩和し、トランジスタの特性の変動を抑制することができるパッド電極構造を備える半導体装置を得られるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明に係る第１の半導体装置は、基板の上に形成された電極パッドと、電極パッドの上に形成され、且つ、電極パッドの一部が露出するような第１開口部を有する第１絶縁膜と、第１絶縁膜の上に形成され、且つ、第１開口部における少なくとも一部が露出するような第２開口部を有する第２絶縁膜と、第２絶縁膜及び電極パッドの上に形成されたアンダーバリアメタルとを備え、アンダーバリアメタルは、第２絶縁膜の表面における第２開口部の外側である第１領域と電極パッドの表面における第２開口部の内側である第２領域とにより挟まれる第３領域によって分離されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る第１の半導体装置は、アンダーバリアメタルの上に半田バンプが形成されていることが好ましい。
【００１１】
この場合、第３領域において、半田バンプは、第２絶縁膜又は電極パッドとの間に空隙を形成していてもよい。
【００１２】
本発明に係る第１の半導体装置は、第２領域において、アンダーバリアメタルは、第１絶縁膜と接触していてもよい。
【００１３】
本発明に係る第１の半導体装置は、第１領域において、アンダーバリアメタルは、複数に分割されていることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る第１の半導体装置は、第２領域において、アンダーバリアメタルは、複数に分割されていることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る第２の半導体装置は、基板の上に形成された電極パッドと、電極パッドの上に形成され、且つ、電極パッドの一部が露出するような第１開口部を有する第１絶縁膜と、第１絶縁膜の上に形成され、且つ、第１開口部における少なくとも一部が露出するような第２開口部を有する第２絶縁膜と、第２絶縁膜及び電極パッドの上に形成されたアンダーバリアメタルとを備え、第２絶縁膜は、第２絶縁膜の表面から電極パッドに向かう傾斜部を有し、傾斜部における基板の平面方向に対する傾斜角は４５度以下であることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る第２の半導体装置において、第１絶縁膜は、複数の段差を有し、アンダーバリアメタルは、複数の段差を含む第１絶縁膜の上にも形成されることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る第２の半導体装置において、傾斜部及び複数の段差における基板の平面方向に対する傾斜角の平均値は、４５度以下であることが好ましい。
【００１８】
本発明に係る第３の半導体装置は、基板の上に形成された電極パッドと、電極パッドの上に形成され、且つ、電極パッドの一部が露出するような第１開口部を有する第１絶縁膜と、第１絶縁膜の上に形成され、且つ、第１開口部における少なくとも一部が露出するような第２開口部を有する第２絶縁膜と、第１絶縁膜及び電極パッドの上に形成されたアンダーバリアメタルとを備え、第１絶縁膜は、複数の段差を有し、アンダーバリアメタルは、複数の段差を含む第１絶縁膜の上に形成されることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る第３の半導体装置において、複数の段差における基板の平面方向に対する傾斜角の平均値は、４５度以下であることが好ましい。
【００２０】
本発明に係る第２の半導体装置及び第３の半導体装置は、アンダーバリアメタルの上に半田バンプが形成されていることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る第１の半導体装置、第２の半導体装置及び第３の半導体装置において、第１絶縁膜は、窒化シリコン、窒素含有酸化シリコン又は酸化シリコンからなる無機材料膜を含むことが好ましい。
【００２２】
本発明に係る第１の半導体装置、第２の半導体装置及び第３の半導体装置において、第２絶縁膜は、ポリイミド、ベンゾシクロブテン又はフッ素樹脂からなる有機材料膜を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る半導体装置によると、電極パッドの上に形成されるＵＢＭに起因する応力集中を十分に緩和することが可能となる。そのため、半導体装置に形成されたトランジスタの特性変動を抑制することができ、回路動作マージンを確保でき、安定した動作を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る半導体装置を示す断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る半導体装置を示す断面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る半導体装置を示す平面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る半導体装置を示す平面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係る半導体装置を示す平面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置において、第２絶縁膜のテーパー角度と第２開口部に加わる応力との関係を示すグラフである。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図１６】従来の半導体装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の半導体装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。また、以下に示す各図、種々の構成要素の形状、材料及び寸法等はいずれも望ましい例を挙げるものであり、示した内容には限定されない。発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、記載内容に限定されることなく適宜変更可能である。また、他の実施形態および変形例に記載の内容を矛盾の無い範囲で適宜組み合わせることも可能である。
【００２６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る半導体装置ついて図１及び図２を用いて説明する。なお、図２は、半田バンプ１１を省略している。
【００２７】
図１に示すように、トランジスタ等の回路素子２を有する半導体基板１の上には、複数の配線からなる第１配線層３が形成され、その上には、複数の配線からなる複数の第２配線層４が形成されている。最上層配線の上に形成された第３絶縁膜５には電極パッド６が形成されている（最上層配線と電極パッド６とは接続している）。第３絶縁膜５を含む電極パッド６の上には、電極パッド６の一部が露出するような第１開口部を有する第１絶縁膜７が形成されている。第１絶縁膜７の上には、第１開口部の少なくとも一部を含むような（第１開口部の少なくとも一部を露出するような）、第２開口部を有する第２絶縁膜８が形成されている。第２絶縁膜８及び電極パッド６の上には、アンダーバリアメタル（ＵＢＭ）の一部であるシード層９及びＵＢＭ層１０が形成されている。ＵＢＭ層１０の上には、半田バンプ１１が形成されている。
【００２８】
ここで、シード層９及びＵＢＭ層１０からなるＵＢＭは、第２絶縁膜８の表面における第２開口部の外側である第１領域と、電極パッド６の表面における第２開口部の内側である第２領域とで挟まれる第３領域により分離されている。言い換えれば、第２絶縁膜８の第２開口部に形成される段差部（第２開口部における、第２絶縁膜８の表面から電極パッド６に向かう部分）には、ＵＢＭが形成されていない。
【００２９】
次に、段差部の近傍におけるＵＢＭの構造について図２を参照しながら説明する。
【００３０】
図２に示すように、第２絶縁膜８の第２開口部の近傍に形成されるＵＢＭ層１０は、第２開口部の縁部１３よりも外側である第１領域と、電極パッド６の表面における第２開口部の縁部１３よりも内側である第２領域に形成されている。一方、第１領域と第２領域とにより挟まれる第３領域においては、ＵＢＭ層１０が形成されていない。このように、第２絶縁膜８の第２開口部に形成される段差部には、ＵＢＭが形成されていない。
【００３１】
本実施形態に係る半導体装置によると、第２絶縁膜８の段差部にＵＢＭを形成しないことにより、ＵＢＭに段差部が無い構造（応力緩和構造）とすることができ、第２絶縁膜８の段差部において、ＵＢＭに起因する応力集中を緩和することができる効果がある。
【００３２】
従来は、第３領域においてもＵＢＭを形成していた。言い換えれば、第２開口部の全てを含むようにして、段差部を被覆するようにＵＢＭを形成していた。しかし、従来の構造では、第２絶縁膜８の段差部にＵＢＭからの応力が集中することになる。一方、本実施形態に係る半導体装置によると、第２絶縁膜８の段差部にＵＢＭを形成しないので、ＵＢＭに起因する応力が段差部に集中するのを抑制することが可能となる。
【００３３】
なお、第３領域の幅は、５μｍ〜１０μｍ程度であることが好ましい。言い換えれば、ＵＢＭ層１０が形成されていない部分の幅が５μｍ〜１０μｍ程度であることが好ましい。さらに言い換えれば、内側のＵＢＭ層１０と外側のＵＢＭ層１０との間の距離が５μｍ〜１０μｍ程度であることが好ましい。
【００３４】
また、ＵＢＭとは、アルミニウム等が形成されている層（第３絶縁膜５が形成される層）と半田バンプ１１との密着性を確保するために形成される。
【００３５】
また、ＵＢＭは、中央部と中央部を囲むリング部とにより構成されることとなるが、半田バンプ１１によって、両者が電気的に接続されていることとなる。
【００３６】
また、本実施形態では、段差部全てにＵＢＭがない構造としている。しかし、部分的には第２絶縁膜８における段差部又は第３領域に、ＵＢＭが形成されていても構わない。段差部における応力集中を緩和できる程度に、段差部にＵＢＭが形成されていれば構わない。
【００３７】
また、本実施形態では、パッドの開口部の形状を円形としているが、八角形等の形状としても構わない。
【００３８】
次に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法ついて図３〜図６を参照しながら説明する。なお、図３及び図４を用いて、ＵＢＭを形成するまでの製造方法を説明し、図５及び図６を用いて、ＵＢＭの上に半田を形成する方法について説明する。なお、図５及び図６においては、半田めっきを行う方法について説明しているが、半田印刷法等の他の方法を用いても構わない。
【００３９】
まず、図３（ａ）に示すように、半導体基板１にトランジスタ等を構成する回路素子２を形成する。次に、配線層のうち最下層に位置し且つ複数の配線からなる第１配線層３、及びその上に位置する複数の第２配線層４を有する層間絶縁膜を形成する。なお、この層間絶縁膜は、複数の絶縁膜から構成されている。次に、層間絶縁膜の上に第３絶縁膜５を形成し、第３絶縁膜５内に電極パッド６を形成する。次に、電極パッド６及び第３絶縁膜５の上に、第１絶縁膜７を形成し、電極パッド６の一部が露出するような第１開口部を形成する。次に、第１絶縁膜７の上に第２絶縁膜８を形成し、第１開口部の少なくとも一部を含むような第２開口部を形成する。
【００４０】
ここで、第１絶縁膜７は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、窒素含有酸化シリコン（ＳｉＯＮ）又は酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる無機材料膜等により形成され、例えば０．５μｍ〜１μｍ程度の厚さとなるように形成することが好ましい。また、第２絶縁膜８は、ポリイミド、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）又はフッ素樹脂からなる有機材料膜等により形成され、例えば３μｍ〜１０μｍ程度の厚さとなるように形成することが好ましい。有機絶縁膜のような柔らかい膜を使用することにより、後の工程において形成される半田バンプの横方向の応力を抑制すると共に、縦方向の応力も緩和できる構造となる。また、第２開口部の開口径は、第１開口部の開口径よりも小さいことが好ましい。第２開口部が形成される第２絶縁膜８の上には、ＵＢＭを介して半田バンプが形成されることとなる。その際の応力緩和の効果を鑑みると、第２開口部の開口径は、第１開口部の開口径よりも小さいことが好ましく、例えば、６０μｍ程度であることが好ましい。
【００４１】
次に、図３（ｂ）に示すように、第２開口部を含む第２絶縁膜８の上の全面に、シード層９を形成する。その後、ＵＢＭを形成する領域がパターニングされたレジスト膜１２を形成する。
【００４２】
次に、図３（ｃ）に示すように、電解めっき法を用いることによって、例えばニッケル（Ｎｉ）等によりシード層９の上にＵＢＭ層１０を形成する。なお、ＵＢＭ層１０の最上面には金（Ａｕ）等がめっきされる。
【００４３】
次に、図４（ａ）に示すように、レジスト膜１２を除去する。
【００４４】
次に、半田バンプを形成するが、ここでは、半田ボールの搭載又は半田印刷法によりＵＢＭの上に半田バンプを形成する方法について説明する。図４（ｂ）に示すように、形成されたＵＢＭ層１０をマスクとして用い、ＵＢＭ層１０が形成されていない部分に存在するシード層９を除去する。その後、半田ボールの搭載又は半田印刷法によりＵＢＭの上に半田バンプを形成する（図示せず）。このようにして、本実施形態に係る半導体装置を形成することができる。
【００４５】
また、半田めっき法によって半田バンプを形成する方法について、図５及び図６を参照しながら説明する。
【００４６】
図４（ａ）のような状態の半導体装置の上に、図５（ａ）に示すように、レジスト膜１２を形成する。ここで、ＵＢＭ層１０が形成されている部分にはレジストが形成されないようにパターニングされたレジスト膜１２を用意する。又は、図３（ｂ）において形成するレジスト膜１２の厚さを厚くすることにより、図５（ａ）のようなレジスト膜１２を用意しても構わない。
【００４７】
次に、図５（ｂ）に示すように、めっき法を用いて、ＵＢＭ層１０の上に半田めっき膜１１Ａを形成する。
【００４８】
次に、図６（ａ）に示すように、レジスト膜１２を除去する。その後、形成されているＵＢＭ層１０をマスクとして使用して、ＵＢＭ層１０が形成されていない部分に存在するシード層９を除去する。
【００４９】
次に、図６（ｂ）に示すように、リフローを行うことにより、ボール形状の半田バンプ１１がＵＢＭの上に形成されることとなる。ここで、ＵＢＭの厚さは５μｍ〜１０μｍ程度となり、半田バンプ１１を上から見た径は、８０μｍ〜１００μｍ程度となる。
【００５０】
（第１の実施形態の第１の変形例）
本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る半導体装置ついて図７を参照しながら説明する。
【００５１】
第１の実施形態においては、図１に示すように、半田バンプ１１が第３領域にも埋め込まれる構造を説明した。しかしながら、本変形例においては、図７に示すように、半田バンプ１１が第３領域において埋め込まれない構造としても構わない。他の言い方をすると、半田バンプと第２絶縁膜８又は電極パッド６との間に空隙を形成していても構わない。
【００５２】
本変形例によると、半田バンプ１１と第２絶縁膜８又は電極パッド６との間に空隙を形成する構造とすることによって、より応力を緩和する構造とすることができる効果がある。
【００５３】
（第１の実施形態の第２の変形例）
本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る半導体装置ついて図８及び図９を参照しながら説明する。なお、図９は半田バンプ１１を省略している。
【００５４】
第１の実施形態においては、図１及び図２に示すように、第１絶縁膜７に形成される第１開口部に、第２絶縁膜８に形成される第２開口部が完全に含まれていた。言い換えれば、第２開口部の内側には第１絶縁膜７は形成されていなかった。しかし、図８に示すように、第１絶縁膜７に形成される第１開口部の全てが、第２絶縁膜８に形成される第２開口部の内側に配置されるようにしても構わない。言い換えれば、第２開口部の内側にまで第１絶縁膜７が形成されるようにしても構わない。
【００５５】
上記構成とすると、図９に示すように、ＵＢＭの中央部とその周囲を取り囲むように形成されるリング形状部との間に、第１絶縁膜７と第２絶縁膜８とが積層されて配置されることとなる。
【００５６】
第１の実施形態においては、ＵＢＭをめっきした後の工程において、ＵＢＭが形成されていない領域に存在するシード層９の直下に電極パッド６が形成されていることがある。このシード層９を除去する際に、シード層９の直下の電極パッド６もエッチングされてしまう可能性がある。それに対して、本変形例においては、ＵＢＭの中央部とその周囲を取り囲むように形成されるリング形上部との間に、第１絶縁膜７と第２絶縁膜８とが積層されて配置されることとなる。そのため、ＵＢＭをめっきした後の工程において、ＵＢＭが形成されていない領域に存在するシード層９の直下には、第１絶縁膜７又は第２絶縁膜８が形成されることとなる。そのため、シード層９をエッチングする際に、電極パッド６のエッチングを抑制することができ、安定したプロセスとすることができる効果がある。
【００５７】
（第１の実施形態の第３の変形例）
本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る半導体装置ついて図１０を参照しながら説明する。なお、図１０は半田バンプ１１を省略している。
【００５８】
第１の実施形態においては、図２に示すように、ＵＢＭ層１０の中央部の周囲を取り囲むように形成されるリング形状部は、中央部を連続的に取り囲むように形成されていた。しかし、本変形例に係る半導体装置においては、図１０に示すように、ＵＢＭ層１０におけるリング形状部は、中央部を不連続に取り囲むように形成されている。他の言い方をすれば、第２絶縁膜８の上の、第２開口部の外側である第１領域において、ＵＢＭは、複数に分割されて形成されている。このように、ＵＢＭにおけるリング形状部を複数に分割することによって、ＵＢＭによる応力をさらに緩和することができる効果がある。
【００５９】
なお、図１０においては、ＵＢＭにおけるリング形状部を４分割した形状を示しているが、分割数を多くしても、少なくしても構わない。
【００６０】
（第１の実施形態の第４の変形例）
本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係る半導体装置ついて図１１を参照しながら説明する。なお、図１１は半田バンプ１１を省略している。
【００６１】
図１１に示すように、本変形例は、第１の実施形態の第３の変形例と比較して、ＵＢＭ層１０の中央部がさらに複数に分割されて形成されている。他の言い方をすれば、電極パッド６の上の第２開口部の内側である第２領域において、ＵＢＭは、複数に分割されて形成されている。このように、ＵＢＭにおける内側部分を複数に分割することによって、ＵＢＭによる応力をさらに緩和することができる効果がある。
【００６２】
なお、図１１においては、ＵＢＭにおける内側部を４分割した形状を示しているが、分割数を多くしても、少なくしても構わない。
【００６３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図１２及び図１３を参照しながら説明する。
【００６４】
図１２に示すように、本実施形態では、第１の実施形態と比較して、第２絶縁膜８の段差部に形成されるＵＢＭに違いがある。具体的には、第１の実施形態に係る半導体装置の第２絶縁膜８は、第２開口部における、電極パッド６から第２絶縁膜８の表面に向かう部分の電極パッド６の表面に対する傾斜角が９０度である。一方、本実施形態では、図１２に示すように、電極パッド６から第２絶縁膜８の表面に向かう部分がゆるやかな傾斜となっており、第２絶縁膜８はゆるやかな段差部を有している。電極パッド６の表面に対する段差部の傾斜角が４５度以下となっている。また、シード層９及びＵＢＭ層１０からなるＵＢＭが、この傾斜部を含む第２絶縁膜８の上及び電極パッド６の上に、連続的に形成されている。
【００６５】
本実施形態に係る半導体装置によると、第２絶縁膜８の段差部がゆるやかな構造となっているために、ＵＢＭが段差部に形成されたとしてもＵＢＭに大きな段差が生じることが無くなる。そのため、段差部への応力集中を低減することができ、ＵＢＭに起因する応力集中を抑制することができる効果がある。
【００６６】
図１３は、段差部の傾斜角（電極パッド６の表面に対する段差部の傾斜角）を横軸に取り、それぞれの傾斜角に応じた、第２開口部の近傍に加わる応力（相対値）を縦軸に取ったグラフである。図１３に示すように、段差部の傾斜角が４５度を超えると、第２開口部の近傍に加わる応力が急激に増大する。従って、ＵＢＭに起因する応力集中を抑制するためにも、傾斜角を４５度以下とすることが好ましい。
【００６７】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について図１４を参照しながら説明する。
【００６８】
図１４に示すように、本実施形態では、第２の実施形態と比較して、第１絶縁膜７が、第２開口部の内側にまで形成されている点が異なる。そのため、シード層９及びＵＢＭ層１０からなるＵＢＭが、第２開口部の内側の第１絶縁膜７の上にまで形成されている。このような形態とすることにより、第２絶縁膜８の表面から電極パッド６に向かって（第１絶縁膜７における第２開口部の内側部分に向かって）、第１段差部が形成されることに加えて、第１絶縁膜７における第２開口部の内側部分に電極パッド６方向に向かう第２段差部が形成され、第１絶縁膜７における第１開口部の内側部分に電極パッド６方向に向かう第３段差部が形成されることとなる。また、第１段差部、第２段差部及び第３段差部を含む第１絶縁膜７、第２絶縁膜８及び電極パッド６の上の全体にＵＢＭが形成されることとなる。
【００６９】
本実施形態においては、第１絶縁膜７が第２絶縁膜８よりも薄いために、第１絶縁膜７における第２段差部又は第３段差部が、第２絶縁膜８における第１段差部よりも急な角度であったとしても、第１段差部がゆるやかであるならば、第２開口部の近傍に加わる応力集中を抑制することが可能となる。
【００７０】
なお、第１段差部の電極パッド６の表面に対する第１傾斜角と、第２段差部の電極パッド６の表面に対する第２傾斜角と、第３段差部の電極パッド６の表面に対する第３傾斜角との平均傾斜角が４５度以下であることが好ましい。このように、第２開口部の近傍において複数の段差部を有する場合においても、段差部の傾斜角の平均傾斜角を４５度以下とすることにより、第２開口部の近傍に加わる応力集中をより抑制することが可能となる。
【００７１】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について図１５を参照しながら説明する。
【００７２】
図１５に示すように、本実施形態では、第３の実施形態と比較して、第２開口部の開口径が大きく形成されている。そのため、シード層９及びＵＢＭ層１０からなるＵＢＭは、第２絶縁膜８の上には形成されず、第２絶縁膜８よりも薄い第１絶縁膜７及び電極パッド６の上にのみ形成されることとなる。第１絶縁膜７は、第３の実施形態と同様に複数の段差部を有しているが、第２絶縁膜８よりも十分に薄いために、ＵＢＭに起因する応力集中を十分に緩和することが可能となる。
【００７３】
また、本実施形態においては、第１絶縁膜７に形成される複数の段差部の電極パッド６の表面に対する角度の平均値を４５度以下とすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係る半導体装置は、電極パッドの上に形成されるＵＢＭに起因する応力集中を十分に緩和することができるため、半導体装置に形成されたトランジスタの特性変動を抑制することができ、特に、半田バンプの下に形成されるＵＢＭを備える半導体装置等に有用である。
【符号の説明】
【００７５】
１  半導体基板
２  回路素子
３  第１配線層
４  第２配線層
５  第３絶縁膜
６  電極パッド
７  第１絶縁膜
８  第２絶縁膜
９  シード層（アンダーバリアメタルの一部）
１０  アンダーバリアメタル（ＵＢＭ）層
１１Ａ  半田めっき膜
１１  半田バンプ
１２  レジスト膜
１３  第２開口部の縁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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